Étiquette : tectonique

Nouvelle théorie sur Yellowstone // New theory about Yellowstone

Les scientifiques se sont toujours posé des questions sur le super volcan de Yellowstone. Ils ont essayé de comprendre son fonctionnement interne et les résultats de leurs études ont souvent été remis en question ou débattus. Un exemple des incertitudes concernant Yellowstone est donné par une étude récente menée par des chercheurs de l’Université de l’Illinois.
Les scientifiques ont utilisé des simulations informatiques pour étudier l’histoire de Yellowstone sur plus de 20 millions d’années, et leurs résultats contredisent la théorie la plus répandue sur l’activité volcanique dans la région. Ils ont constaté que l’activité volcanique à Yellowstone est beaucoup plus complexe et dynamique qu’on ne le pensait auparavant. Ils ont utilisé la tomographie sismique pour scruter les profondeurs du sous-sol de l’ouest des États-Unis et reconstituer l’histoire géologique qui se cache derrière le volcanisme.
À l’aide de puissants ordinateurs, l’équipe scientifique a imaginé différents scénarios tectoniques et leurs résultats ne valident pas l’hypothèse traditionnelle du panache mantellique qui s’élève verticalement vers la surface et provoquerait l’activité volcanique dans la région. Les observations des chercheurs révèlent que c’est plutôt une activité proche de la surface de la planète qui serait responsable du volcanisme, même si la cause exacte reste un mystère.
Selon l’étude, il semble que le panache mantellique sous l’ouest des États-Unis se soit enfoncé de plus en plus profondément dans la Terre au fil du temps. Cela laisse supposer qu’un obstacle proche de la surface – peut-être une plaque océanique en provenance de la limite tectonique occidentale – interfère avec l’ascension du panache. En conséquence, la source de chaleur dont dépend le volcanisme à l’intérieur des terres proviendrait en fait du manteau océanique peu profond à l’ouest de la côte nord-ouest du Pacifique.
La chaleur qui provoque le volcanisme naît habituellement dans les zones où les plaques tectoniques se rencontrent et où l’une d’elles glisse sous une autre dans un processus de subduction. Cependant, Yellowstone et d’autres zones volcaniques de l’ouest des États-Unis sont loin des limites de la zone de subduction le long de la côte ouest. S’agissant du volcanisme à l’intérieur des terres, on pensait qu’une source de chaleur profonde – un panache mantellique – faisait fondre la croûte et générait le volcanisme en surface. L’hypothèse du panache mantellique a été controversée pendant de nombreuses années et la dernière étude vient s’ajouter aux preuves d’un nouveau scénario tectonique.
Dans une étape suivante, l’équipe de chercheurs de l’Université de l’Illinois espère inclure dans les modélisations des données chimiques provenant des roches volcaniques. Cela permettra de mieux localiser la source exacte du magma car les roches des panaches mantelliques profonds et des plaques tectoniques proches de la surface ont des composantes chimiques différentes.
University of Illinois at Urbana-Champaign.

——————————————–

Scientists have always been asking questions about the super volcano of Yellowstone. They have tried to understand the inner workings of the volcano and the results of their studies have often been questioned or debated. An example of the uncertainties about Yellowstone is given by a recent study led by researchers at the University of Illinois.

The scientists used computer simulations to study the history of Yellowstone over 20 million years, with findings contradicting the traditional theory of volcanic activity in the region. They digitally played back a portion of the park’s geologic history, finding that volcanic activity at Yellowstone is far more complex and dynamic than was previously thought. They used seismic tomography to peer deep into the subsurface of the western US and piece together the geologic history behind the volcanism.

Using supercomputers, the team ran different tectonic scenarios to simulate a range of possible geologic histories for the region. The results gave little support for the traditional mantle plume hypothesis, which argues that heat from deep within the Earth rising vertically toward the surface is the cause of volcanic activity in the area. The team’s observations instead suggest activity much closer to the planet’s surface is responsible, although the exact cause remains a mystery.

According to the study, it appears that the mantle plume under the western US is sinking deeper into the Earth through time. This suggests that something closer to the surface – an oceanic slab originating from the western tectonic boundary – is interfering with the rise of the plume. A robust result from these models is that the heat source behind the extensive inland volcanism actually originated from the shallow oceanic mantle to the west of the Pacific Northwest coast.

The heat needed to drive volcanism usually occurs in areas where tectonic plates meet and one slab subducts under another. However, Yellowstone and other volcanic areas of the inland western US are far away from the active plate boundaries along the west coast. In these inland cases, a deep-seated heat source – a mantle plume – was suspected of driving crustal melting and surface volcanism. The mantle plume hypothesis has been controversial for many years and the new findings add to the evidence for a revised tectonic scenario.

Eventually, the team hopes to include chemical data from volcanic rocks in their models.

This should help them to further pinpoint the exact source of the magma, as rocks from deep mantle plumes and near-surface tectonic plates would have different chemical components.

University of Illinois at Urbana-Champaign.

Photo: C. Grandpey

Découverte d’une nouvelle microplaque au large de l’Equateur // Discovery of a new microplate off Ecuador

Des scientifiques de l’Université Rice (Texas) viennent de découvrir une nouvelle microplaque tectonique au large des côtes de l’Equateur. Elle vient s’ajouter à ses compagnes qui forment un puzzle à la surface de la Terre.

Les chercheurs ont découvert la microplaque, qu’ils ont baptisée «Malpelo», en analysant le point de convergence de trois autres plaques dans l’Océan Pacifique oriental. La plaque de Malpelo est la 57ème plaque découverte et la première depuis près d’une décennie. Les chercheurs sont certains qu’il en existe d’autres.
L’étude, publiée dans la revue Geophysical Research Letters, explique comment les géologues ont découvert cette nouvelle plaque. Ils ont observé attentivement les mouvements d’autres plaques et leur évolution les unes par rapport aux autres, en sachant que les plaques se déplacent à une vitesse de quelques millimètres ou quelques centimètres par an.
La plaque lithosphérique du Pacifique – qui définit grosso modo la Ceinture de Feu du Pacifique – est l’une des 10 plaques tectoniques majeures qui se déplacent au-dessus du manteau terrestre. Il y a beaucoup de petites plaques qui viennent combler les vides entre les plus grandes, et la plaque Pacifique entre en contact avec deux de ces plus petites plaques, celle des Cocos et celle de Nazca, à l’ouest des îles Galapagos.
Pour comprendre le mode de déplacement des plaques, on étudie leurs circuits de mouvements, ce qui permet de quantifier comment la vitesse de rotation de chaque objet dans un groupe (sa vitesse angulaire) affecte tous les autres. La vitesse d’expansion des fonds océaniques, déterminée à partir des anomalies magnétiques marines, combinée avec les angles auxquels les plaques glissent les unes contre les autres au fil du temps, indique aux scientifiques la vitesse de rotation des plaques. Lorsque l’on additionne les vitesses angulaires de ces trois plaques, elles doivent être égales à zéro. Dans le cas présent, la vitesse n’est pas égale à zéro. Elle équivaut à 15 millimètres par an, ce qui est énorme.
Cela signifie que le circuit tectonique Pacific-Cocos-Nazca présente une anomalie et qu’au moins une autre plaque à proximité doit compenser la différence. Les chercheurs se sont appuyés sur une base de données de la Columbia University, réalisée précédemment avec des sonars à faisceaux multiples à l’ouest de l’Équateur et de la Colombie, pour identifier une limite de plaque alors inconnue entre les îles Galapagos et la côte. Les chercheurs qui avaient effectué cette étude avaient supposé que la majeure partie de la région située à l’est de la faille transformante de Panama faisait partie de la plaque de Nazca, mais leurs homologues de la Rice University ont conclu qu’elle se déplace de manière indépendante.
Les preuves de la présence de la plaque de Malpelo ont été confirmées par l’identification par les chercheurs d’une limite de plaque diffuse entre la faille transformante de Panama et l’endroit où la limite de la plaque diffuse coupe une profonde fosse océanique au large de l’Équateur et de la Colombie. (Une limite diffuse consiste en une série de nombreuses petites failles au lieu d’une dorsale ou d’une faille transformante qui définit nettement la limite entre deux plaques.)
Malgré tout, même en prenant en compte la microplaque de Malpelo, le nouveau circuit ne se referme toujours pas à zéro mais seulement à 10 ou 11 millimètres par an, et le rétrécissement de la plaque Pacifique ne suffit pas à expliquer la différence. Les chercheurs pensent qu’il y a une autre plaque – la Plaque 58 – qui manque à l’appel. Affaire à suivre.
Source: Rice University (Texas).

————————————

A microplate discovered off the west coast of Ecuador by Rice University scientists adds another piece to Earth’s tectonic puzzle. The researchers discovered the microplate, which they have named “Malpelo,” while analyzing the junction of three other plates in the eastern Pacific Ocean. The Malpelo Plate is the 57th plate to be discovered and the first in nearly a decade. The researchers are sure there are more to be found.

The research, published in Geophysical Research Letters, explains how the geologist discovered the new plate. They carefully studied the movements of other plates and their evolving relationships to one another as the plates move at a rate of millimetres to centimetres per year.

The Pacific lithospheric plate that roughly defines the volcanic Ring of Fire is one of about 10 major rigid tectonic plates that move atop Earth’s mantle. There are many small plates that fill the gaps between the big ones, and the Pacific Plate meets two of those smaller plates, the Cocos and Nazca, west of the Galapagos Islands.

One way to judge how plates move is to study plate-motion circuits, which quantify how the rotation speed of each object in a group (its angular velocity) affects all the others. Rates of seafloor spreading determined from marine magnetic anomalies combined with the angles at which the plates slide by each other over time tells scientists how fast the plates are turning. When you add up the angular velocities of these three plates, they ought to sum to zero. In this case, the velocity doesn’t sum to zero at all. It sums to 15 millimetres a year, which is huge.

That made the Pacific-Cocos-Nazca circuit a misfit, which meant at least one other plate in the vicinity had to make up the difference.  Knowing the numbers were amiss, the researchers drew upon a Columbia University database of extensive multibeam sonar soundings west of Ecuador and Colombia to identify a previously unknown plate boundary between the Galapagos Islands and the coast. Previous researchers had assumed most of the region east of the known Panama transform fault was part of the Nazca plate, but the Rice researchers determined it moves independently.

Evidence for the Malpelo plate came with the researchers’ identification of a diffuse plate boundary that runs from the Panama Transform Fault eastward to where the diffuse plate boundary intersects a deep oceanic trench just offshore of Ecuador and Colombia. A diffuse boundary is best described as a series of many small, hard-to-spot faults rather than a ridge or transform fault that sharply defines the boundary of two plates.

With the Malpelo accounted for, the new circuit still doesn’t close to zero and the shrinking Pacific Plate is not enough to account for the difference. The nonclosure around this triple junction does not go down to zero, but only to 10 or 11 millimetres a year. The researchers need to understand where the rest of that velocity is going. They think there is another plate – Plate 58 – they are missing.

Source : Rice University (Texas).

Source: Rice University

Complexité de la sismicité en Nouvelle Zélande // Complexity of seismicity in New Zealand

drapeau-francaisAu cours de l’introduction à mon diaporama «Welcome to New Zealand» dimanche après-midi à Nice, à l’occasion du festival Explorimages, j’ai fait allusion au séisme qui s’était produit quelques heures auparavant dans ce pays de l’hémisphère sud. J’ai indiqué qu’à l’heure actuelle la prévision sismique était égale à zéro et qu’elle n’était guère plus élevée concernant les éruptions volcaniques. Les dernières informations scientifiques concernant le séisme de dimanche confirment mes propos.
Le tremblement de terre qui a frappé la Nouvelle-Zélande peu après minuit (heure locale) le 14 novembre, en tuant deux personnes, rappelle que l’activité sismique néo-zélandaise est très complexe. La rupture de faille ne s’est pas produite le long de la frontière entre deux plaques tectoniques, là où des séismes majeurs sont observés le plus fréquemment. Comme l’a dit un sismologue néo-zélandais, «nous découvrons une activité sismique que nous ne connaissions pas vraiment».
L’USGS a placé l’épicentre du séisme de M 7,8 près de Kaikoura, une ville touristique côtière à 92 kilomètres au nord-est de Christchurch, à une profondeur d’environ 23 kilomètres. L’événement a causé des dégâts considérables aux bâtiments. Des glissements de terrain ont bloqué la route principale de la région et obstrué temporairement la Clarence River. Les répliques ont continué tout au long de la journée de lundi.
L’épicentre du séisme ne se trouve pas sur une faille majeure connue. La Nouvelle-Zélande est à cheval sur la zone de collision entre les plaques tectoniques australienne et Pacifique. La frontière entre les deux plaques longe la côte est de l’île du Nord et se prolonge le long de la côte ouest de l’île du Sud. Les cartes de risque sismique de la Nouvelle Zélande prévoient des violents séismes au niveau des failles complexes qui cisaillent ce secteur. Pourtant, le dernier séisme s’est produit sur une faille intraplaque peu étudiée. Tout comme les événements qui ont frappé Christchurch en 2010 et 2011, le dernier séisme nous montre que la côte est de l’île du Sud est un endroit beaucoup sensible qu’on ne le pensait. Les cartes de risque sismique de la Nouvelle-Zélande, en particulier celles qui concernent les risques aux bâtiments, devront être réexaminées. L’autre sujet d’inquiétude, c’est que le séisme de dimanche fasse naître de nouvelles contraintes sur les limites de plaques, avec le risque d’une rupture de faille qui pourrait déclencher un séisme de M 8.
Le dernier séisme a provoqué un tsunami d’environ un mètre de hauteur, ce qui est inhabituel pour une faille située à l’intérieur des terres. Il se pourrait qu’un soulèvement d’environ un mètre du sol côtier provoqué par le mouvement de la faille ait affecté suffisamment le fond de la mer pour déclencher le tsunami.
Source: Journaux néo-zélandais.

Au vu des heures auxquelles se sont produits les derniers séismes en Nouvelle Zélande et dans le centre de l’Italie, certaines personnes se demandent si les séismes n’ont pas tendance à se produire davantage pendant la nuit. J’ai effectué une recherche personnelle en m’appuyant sur le listing des séismes tectoniques de magnitude supérieure à M 3 recensés pat l’USGS au cours de l’année 2016. Sur les quelque 106 événements mentionnés, 46 ont eu lieu de nuit (heure locale), entre 21 heures et 7 heures du matin. Il ne semble donc pas que la nuit soit plus favorable à la forte sismicité. D’autres personnes ont songé à l’influence de la super lune, mais les scientifiques rejettent cette hypothèse.

———————————

drapeau-anglaisDuring the introduction to my diaporama « Welcome to New Zealand » on Sunday afternoon at the Explorimages Festival in Nice, I made an allusion to the earthquake that had occurred a few hours before in that country. I said that our prevision about earthquakes amounted to zero and was not much higher concerning volcanic eruptions. The lafest scientific observations of Sunday’s quake do confirm my words.

The earthquake that struck New Zealand shortly after midnight (local time) on November 14th, killing two people, is a stark reminder that New Zealand’s seismic activity is very complex. The ruptured fault is not along the tectonic plate boundaries where major quakes are expected. As one New Zealand seismologist put it, « we are finding out again that there is seismic activity that we didn’t really know about. »

The U.S. Geological Survey placed the epicenter of the M 7.8 earthquake near Kaikoura, a coastal tourist town 92 kilometres northeast of Christchurch, at a depth of about 23 kilometres. The shallow quake caused extensive damage to infrastructure. Landslides blocked the main highway through the region and temporarily dammed the Clarence River. Aftershocks continued throughout Monday.

The earthquake’s epicenter was not on a known major fault. New Zealand straddles the collision zone between the Australian and Pacific tectonic plates. The boundary between the two plates runs off the east coast of the North Island and along the west coast of the South Island. New Zealand’s earthquake hazard maps anticipate strong quakes emanating from the complex faults in those boundaries. The latest quake, however, occurred on a little studied intraplate fault. The quake, as well as strong temblors that struck Christchurch in 2010 and 2011, indicates that the east coast of the South Island is a far more risky place than was thought. New Zealand’s earthquake hazard maps, which affect building codes, will have to be reconsidered. Another worry in that Sunday’s quake might increase stress on the plate boundaries, where a rupture could produce an M 8 earthquake.

The quake triggered a 1-metre-or-so tsunami, which is unusual for a fault located beneath land. It might be that about 1 metre of coastal ground uplift resulting from the fault movement disturbed the sea floor enough to trigger the tsunami.

Source :New Zealand newspapers. .

Given the hours of recent earthquakes in New Zealand and Central Italy, some people wonder whether the earthquakes do not tend to occur more frequently during the night. I conducted a personal search based on the list of tectonic earthquakes with a magnitude greater than M 3 recorded by the USGS during the year 2016. Out of the 106 events mentioned, 46 occurred at night ( local time) between 9 pm and 7 am. Thus, it does not seem that the night is more favorable to a strong seismicity. Other people have thought about the influence of the super moon, but scientists reject this hypothesis.

nz

Carte montrant les failles et l’acticité sismique dans la partie NE de l’Ile du Sud.

(Source : GeoNet)

 

La tectonique italienne et le dernier séisme // Italian tectonics and the latest earthquake

drapeau-francaisDans la région du centre de l’Italie qui vient d’être secouée puissant séisme, les secousses sismiques sont relativement fréquentes. L’Italie dans son ensemble connaît de nombreux séismes peu profonds, répartis principalement le long de la chaîne des Apennins qui longe la côte nord-est du pays. Généralement, ces séismes ne sont pas très forts, avec une magnitude maximale de M 5, mais neuf événements de M 6 ou plus ont été enregistrés au cours du siècle écoulé. Cette activité sismique est le résultat de la situation de l’Italie qui se trouve au cœur même de la lente collision entre les plaques eurasienne et africaine qui a, entre autres, contribué au soulèvement des Alpes.
Il est donc assez surprenant de constater que le mécanisme qui régit les tremblements de terre dans le centre de l’Italie présente les caractéristiques des séismes d’extension – produits par un étirement de la croûte terrestre – et non de compression, comme on pourrait s’y attendre. L’extension se fait dans la direction nord-ouest / sud-est, en angle droit par rapport à la chaîne des Apennins.
Le phénomène s’explique en étudiant l’histoire tectonique de la Méditerranée occidentale. Plutôt que de faire partie des derniers vestiges d’un grand océan qui aurait été en grande partie détruit par la subduction entre la plaque africaine et la plaque eurasienne, la croûte océanique de la région s’est formée par une accrétion d’arrière-arc au cours des 40 derniers millions d’années, alors que la zone de collision migrait vers le sud et s’éloignait de l’Europe, provoquant un étirement la croûte dans la plaque supérieure.

Ainsi, bien que dans un vaste contexte régional on ait une collision entre deux plaques, à un niveau plus local, l’accrétion d’arrière-arc actuelle dans la mer Tyrrhénienne au sud-ouest semble être un important moteur de la tectonique en Italie, dans la mesure où les failles de chevauchement qui ont façonné les Apennins se trouvent maintenant réactivées sous forme de failles extensives normales. Malheureusement, cette évolution tectonique ne rend pas les séismes moins dévastateurs quand ils se produisent.

————————————-

drapeau-anglaisEarthquakes in the region where the latest deadly event occurred are not unusual. Italy experiences frequent shallow earthquakes, mainly distributed along the Apennine mountain range that runs along the northeast coast. Typically these earthquakes are smaller, with an M 5 at most, but nine with a magnitude 6 or greater have occurred in the last hundred years or so. All this activity is the result of Italy being right in the thick of the slow collision between the African and Eurasian plates that has, amongst others, resulted in the uplift of the Alps.

It is therefore quite surprising to see that the focal mechanism for the earthquakes in central Italy is characteristic of an extensional earthquake, due to stretching of the earth’s crust, not a compressional one. The extension is oriented in a northeast-southwest direction, at right angles to the Apennine range:

This can be explained by looking at the tectonic history of the western Mediterranean. Rather than being the last remnants of a large ocean that has been mostly destroyed by subduction as Africa and Europe move together, the oceanic crust here has actually all been created by back-arc spreading in the last 40 million years or so, as the collision zone has migrated south and east away from Europe, stretching out the crust in the over-riding plate as it does so.

So although at a broad regional scale two plates are colliding, at a more local level the current back-arc spreading in the Tyrrhenian Sea to the southwest appears to be a major driver of tectonics in Italy, to the extent that thrust faults that built up the Apennines are now being reactivated as extensional normal faults. Unfortunately, this switch doesn’t make the earthquakes themselves any less damaging when they do occur.

Seismes italie

Source: IPG.